3.2 交变电流的描述 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（27张PPT）

交变电流的描述 我们如何描述交变电流的变化特征？ 一、周期和频率 1.周期：完成一次周期性变化所需的时间 符号：T 单位：s 2.频率：单位时间完成周期性变化的次数 符号：f 单位：Hz 3.周期与频率的关系 4．角速度与周期、频率及转速的关系：ω＝ ＝_____＝2πn。 2πf 一、周期和频率 1.瞬时值 某一时刻交变电流的电动势、电流、电压值，用小写e、u、i 表示。 二、交变电流“四值” 应用：计算线圈某一时刻的受力情况 2.峰值 用 Em、Um、Im 表示 外壳上标的电压是额定电压，低于击穿电压 电容器所能承受的电压要高于交流电压的峰值，否则电容器就可能被击穿 如图甲、乙所示，同样的电炉分别使用恒定电流和交变电流烧水，设水的质量相等、初温相同，忽略热量散失。若使用恒定电流10分钟把水烧开，使用交变电流同样用10分钟把水烧开。 情境导学 (1)两种情况下电阻、通电时间、产生的热量相同吗？ 提示：都相同　 (2)该交变电流与4 A的恒定电流产生的 效果相同吗？ 提示：相同　 (3)该交变电流相当于多大的恒定电流？ 怎样描述这种效果的意义？ 提示：4 A　交变电流的有效值 思考 如图所示，是通过一个R为1Ω的电阻的电流 i 随时间变化的曲线。这个电流不是恒定电流。 ⑴怎样计算通电1s内电阻R中产生的热量？ ⑵如果有一个大小、方向都不变的恒定电流通过这个电阻R，也能在1s内产生同样的热，这个电流是多大？ 3.有效值 R R ~ 恒定电流I U 等效思想： 恒定电流 交变电流 交变电流 恒定电流 电阻相同 时间相同（交流的一个周期） 产生的热量相同 则称恒定电流的I与U为这个交流的有效值。 分别通过电阻时，若满足 建立概念 (1)定义 等效替代 (电流热效应) (2)理论计算表面正弦式电流的有效值与峰值之间关系 适用条件：正弦式电流 结论：正弦式交变电流的最大值为有效值的 　倍。 2.交流电表测量值的读数也是有效值； 1.交流电器上铭牌标出的额定电压和额定电流都是有效值； （3）几种常见的有效值 3.计算电功、电功率和电热相关的问题还有保险丝的熔断电流，都指其有效值。 1．交变电流有效值的理解 (1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的。 (2)等效是指恒定电流和交变电流在相同的时间内，在相同的电阻上产生的热量相同。 (3)通常所说的交变电流的电压、电流，用电表测量的交变电流的电压、电流，以及用电器的额定电压、额定电流，还有保险丝的熔断电流，都指其有效值。 核心归纳 (2)对于非正(余)弦式交变电流：必须根据有效值的定义进行计算。 ①第一步：计算交变电流在一个周期内产生的热量Q； ②第二步：列出相应的方程：Q＝ T、Q＝I2RT或Q＝ T； ③第三步：代入数值，求解有效值。 3.(2022?新疆昌吉高二期末)如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是 A．5 A B．3.5 A　　 C．3.5 A D．5 A √ 4.(2022?陕西榆林高二期末)利用二极管的单向导电性可以将正弦式交变电压的波形截去一半，这种方法称为半波整流。某研究小组的同学通过半波整流得到如图所示的脉动电压图像，由图可知 A．该电压的周期为2 s B．该电压的频率为0.02 Hz C．电压的有效值为10 V D．电压的有效值为20 V √ 练习1：如图表示一交流随时间变化的图像，求此交流的有效值。 ???? ? 练习2：已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化。今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为 (? ??? ) A 解析：交流电流测量有效值，设该电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义取一个周期T，则有： ，解得I=5A，所以多用电表的读数为5A，故A正确，B、C、D错误； 4.平均值 应用：计算通过电路横截面的电荷量 q＝?It 将 和 分别代入瞬时值表达式。 采用哪些方法描述交变电流变化 ... ...